Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP6790889B2 - Temperature prediction system and temperature prediction method - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP6790889B2 - Temperature prediction system and temperature prediction method - Google Patents

Temperature prediction system and temperature prediction method Download PDF

Info

Publication number
JP6790889B2
JP6790889B2 JP2017025059A JP2017025059A JP6790889B2 JP 6790889 B2 JP6790889 B2 JP 6790889B2 JP 2017025059 A JP2017025059 A JP 2017025059A JP 2017025059 A JP2017025059 A JP 2017025059A JP 6790889 B2 JP6790889 B2 JP 6790889B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
temperature
measurement
measurement points
temperature prediction
measurement point
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2017025059A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2018132230A (en
Inventor
丈夫 笠嶋
丈夫 笠嶋
宇野 和史
和史 宇野
孝祐 有岡
孝祐 有岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP2017025059A priority Critical patent/JP6790889B2/en
Publication of JP2018132230A publication Critical patent/JP2018132230A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6790889B2 publication Critical patent/JP6790889B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Air Conditioning Control Device (AREA)

Description

本件は、温度予測システムおよび温度予測方法に関する。 This case relates to a temperature prediction system and a temperature prediction method.

光ファイバなどを用いて、所定領域の各測定点の温度を取得することで、当該所定領域の温度分布を測定する技術が開示されている(例えば、特許文献1,2参照)。 A technique for measuring the temperature distribution in a predetermined region by acquiring the temperature of each measurement point in the predetermined region using an optical fiber or the like is disclosed (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

国際公開WO2010−125712号International Publication WO2010-125712 特開2010−160081号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010-160081

サーバ室内のように複数の発熱源が収容されている空間において、発熱源の発熱量と現時点での温度分布とから、将来的な高温箇所を推定する技術が望まれている。たとえば、上記測定技術を用いて特定の測定点の将来的な温度を予測するに際して、周囲の測定点の現在温度と発熱量とを参照し、当該特定の測定点の温度を予測する予測モデルを用いることが考えられる。しかしながら、この場合、本来は参照しなくてもよい温度情報の影響を強く受けると、温度の予測精度が低下するおそれがある。 In a space such as a server room where a plurality of heat sources are accommodated, a technique for estimating a future high temperature location from the heat generation amount of the heat source and the current temperature distribution is desired. For example, when predicting the future temperature of a specific measurement point using the above measurement technique, a prediction model that predicts the temperature of the specific measurement point by referring to the current temperature and calorific value of the surrounding measurement points is used. It is conceivable to use it. However, in this case, if the temperature information that does not originally need to be referred to is strongly influenced, the temperature prediction accuracy may decrease.

1つの側面では、本件は、将来的な温度を精度よく予測することができる温度予測システムおよび温度予測方法を提供することを目的とする。 In one aspect, the present invention aims to provide a temperature prediction system and a temperature prediction method capable of accurately predicting future temperatures.

1つの態様では、温度予測システムは、所定領域の複数の測定点の温度を測定する温度センサと、前記所定領域内の発熱源の発熱量を取得する取得部と、前記複数の測定点の測定温度と前記取得部が取得した発熱量とを参照して温度予測対象の測定点の所定時間後の温度を予測するモデルを用いて、前記温度予測対象の測定点の前記所定時間後の温度を予測する予測部と、を備え、前記モデルのパラメータは、前記測定点同士の位置関係に応じて前記複数の測定点の測定温度を参照する重みが設定されている。 In one embodiment, the temperature prediction system includes a temperature sensor that measures the temperature of a plurality of measurement points in a predetermined region, an acquisition unit that acquires the calorific value of a heat generating source in the predetermined region, and measurement of the plurality of measurement points. Using a model that predicts the temperature of the measurement point of the temperature prediction target after the predetermined time by referring to the temperature and the calorific value acquired by the acquisition unit, the temperature of the measurement point of the temperature prediction target after the predetermined time is determined. A prediction unit for predicting is provided, and the parameters of the model are set with weights that refer to the measurement temperatures of the plurality of measurement points according to the positional relationship between the measurement points.

将来的な温度を精度よく予測することができる。 The future temperature can be predicted accurately.

空調管理システムの概要を例示する図である。It is a figure which illustrates the outline of the air conditioning management system. 空調管理システムの概要を例示する図である。It is a figure which illustrates the outline of the air conditioning management system. 実施例1に係る温度予測システムの全体構成を例示する図である。It is a figure which illustrates the whole structure of the temperature prediction system which concerns on Example 1. FIG. 実施例1に係る温度予測システムの全体構成を例示する図である。It is a figure which illustrates the whole structure of the temperature prediction system which concerns on Example 1. FIG. 制御装置の各部間の情報のやりとりを例示する図である。It is a figure which illustrates the exchange of information between each part of a control device. 各測定点の予測モデルの入出力を例示する図である。It is a figure which illustrates the input / output of the prediction model of each measurement point. 最小二乗推定を表す数式を例示する。An example of a mathematical formula representing the least squares estimation is illustrated. (a)および(b)は最小二乗推定によって算出された予測モデルを用いて予測された予測温度と当該測定点における実測温度とを表す図である。(A) and (b) are diagrams showing the predicted temperature predicted by using the prediction model calculated by the least squares estimation and the measured temperature at the measurement point. 最小二乗推定を表す数式を例示する。An example of a mathematical formula representing the least squares estimation is illustrated. (a)〜(c)はモデル作成の際に参照する範囲を例示する図である。(A) to (c) are diagrams illustrating a range to be referred to when creating a model. 制御装置のハードウェア構成を説明するためのブロック図である。It is a block diagram for demonstrating the hardware configuration of a control device. 温度予測システムの他の例を例示する図である。It is a figure exemplifying another example of a temperature prediction system.

実施例の説明に先立って、温度予測システムが適用されるシステムの一例として、空調管理システムの概要について説明する。図1および図2は、空調管理システム200の概要を例示する図である。高度情報化社会の到来に伴って、サーバ(計算機)で多量のデータが取り扱われるようになっている。その結果、複数のサーバを同一室内に設置して一括管理することが多くなっている。例えば、図1および図2で例示するように、データセンターでは、サーバ室内に複数のラック11を設置し、それぞれのラック11に1以上のサーバ12を収納している。図1の例では、No.1〜No.10のラック11が配置されている。そして、複数のサーバ12にジョブを有機的に配分し、大量のジョブを効率的に処理している。 Prior to the description of the embodiment, the outline of the air conditioning management system will be described as an example of the system to which the temperature prediction system is applied. 1 and 2 are diagrams illustrating an outline of the air conditioning management system 200. With the advent of the highly information-oriented society, a large amount of data is being handled by servers (computers). As a result, a plurality of servers are often installed in the same room for centralized management. For example, as illustrated in FIGS. 1 and 2, in a data center, a plurality of racks 11 are installed in a server room, and one or more servers 12 are stored in each rack 11. In the example of FIG. 1, No. 1-No. Ten racks 11 are arranged. Then, the jobs are organically distributed to the plurality of servers 12, and a large number of jobs are efficiently processed.

ジョブの処理にともなって、サーバ12から多量の熱が発生する。このため、熱によるサーバ12の故障、誤動作、処理能力の低下等を回避するために、サーバ12を冷却する手段が必要となる。 A large amount of heat is generated from the server 12 as the job is processed. Therefore, in order to avoid failure, malfunction, reduction of processing capacity, etc. of the server 12 due to heat, a means for cooling the server 12 is required.

例えば、図2で例示するように、データセンターのサーバ室内は、ラック11を設置する機器設置エリア10aと、機器設置エリア10aの床下に設けられて電力ケーブルや通信ケーブル等が配置される床下空間10bとに分離されている。床下空間10bには、空調機13から低温のエアーが供給される。この低温のエアーは、床下空間10bに設置された空調ファン20によって、機器設置エリア10aの床に設けられた通風口14を介して機器設置エリア10aに送られる。 For example, as illustrated in FIG. 2, the server room of the data center is an underfloor space where the equipment installation area 10a where the rack 11 is installed and the underfloor space where the power cable, the communication cable, etc. are arranged under the floor of the equipment installation area 10a. It is separated into 10b. Low temperature air is supplied from the air conditioner 13 to the underfloor space 10b. This low-temperature air is sent to the equipment installation area 10a by the air conditioning fan 20 installed in the underfloor space 10b through the ventilation port 14 provided on the floor of the equipment installation area 10a.

機器設置エリア10aには、複数のラック11が列毎に並んで配置される。例えば、ラック11の前面から低温のエアーを導入してサーバ12を冷却し、それにより温度が上昇したエアーを背面から排出するようになっている。以下、ラック11の前面(吸気側の面)を吸気面と呼び、ラック11の背面(排気側の面)を排気面と呼ぶ。ラック11の排気面から排出された高温のエアーは、天井などに設けられた配管15を介して空調機13に送られて冷却されて低温のエアーとして再利用される。 In the equipment installation area 10a, a plurality of racks 11 are arranged side by side in each row. For example, low-temperature air is introduced from the front surface of the rack 11 to cool the server 12, and the air whose temperature has risen is discharged from the back surface. Hereinafter, the front surface (intake side surface) of the rack 11 is referred to as an intake surface, and the back surface (exhaust side surface) of the rack 11 is referred to as an exhaust surface. The high-temperature air discharged from the exhaust surface of the rack 11 is sent to the air conditioner 13 via a pipe 15 provided on the ceiling or the like, cooled, and reused as low-temperature air.

ところで、省エネルギーおよび地球温暖化防止の観点から、データセンターで消費する電力の削減が要望されている。データセンターではサーバ12を冷却するために多大な電力を消費しているため、空調管理システム200自体の省電力化とともに、ラック11の配置を工夫して効率的な冷却が行われている。例えば、一般的なデータセンターでは、多数のラック11を列毎に並べ、且つ隣り合う列のラック11間で、吸気面と吸気面又は排気面と排気面とが向き合うように配置し、吸気面側の床に通風口14を配置している。 By the way, from the viewpoint of energy saving and prevention of global warming, there is a demand for reduction of electric power consumed in a data center. Since a large amount of electric power is consumed to cool the server 12 in the data center, the air conditioning management system 200 itself is reduced in electric power, and the rack 11 is arranged in a devised manner for efficient cooling. For example, in a general data center, a large number of racks 11 are arranged in rows and arranged between racks 11 in adjacent rows so that the intake surface and the intake surface or the exhaust surface and the exhaust surface face each other. A ventilation port 14 is arranged on the floor on the side.

このように、通風口14を介して低温のエアーが供給されるエリアと、ラック11から高温のエアーが排出されるエリアとを空間的に分離することにより、冷却効率の向上が図られている。低温のエアーが供給されるラック11の吸気面側のエリアはコールドアイルと呼ばれている。高温のエアーが排出されるラック11の排気面側のエリアは、ホットアイルと呼ばれている。 In this way, the cooling efficiency is improved by spatially separating the area where the low temperature air is supplied through the ventilation port 14 and the area where the high temperature air is discharged from the rack 11. .. The area on the intake surface side of the rack 11 to which low temperature air is supplied is called a cold aisle. The area on the exhaust surface side of the rack 11 from which high-temperature air is discharged is called a hot aisle.

しかしながら、ホットアイルからコールドアイル側に高温の排気が回り込んで局所的に高温になる部分(ホットスポット)が発生し、機器動作が不安定になることがある。これを回避するために、排気がコールドアイル側に回り込んでもホットスポットが発生しないように空調機13の設定温度を低くすることが考えられる、または、コールドアイル側への排気の回り込みが発生しないように空調機13のエアーの吹き出し量を多く設定することが考えられる。 However, high-temperature exhaust gas wraps around from the hot aisle to the cold aisle side, and a portion (hot spot) that becomes locally hot may occur, resulting in unstable equipment operation. In order to avoid this, it is conceivable to lower the set temperature of the air conditioner 13 so that hot spots do not occur even if the exhaust gas wraps around to the cold aisle side, or the exhaust gas does not wrap around to the cold aisle side. As described above, it is conceivable to set a large amount of air blown out from the air conditioner 13.

しかしながら、いずれの方法においても、一部のホットスポットに対応するために、全体を冷却する空調機の設定を変更すると、ホットスポット以外のエリアに対しては過剰な冷却となってしまう。この場合、空調に要する電力が増加し、エネルギーの無駄が発生する。ラック11ごとに空調機を設けることも考えられるが、空調機の設置数が多くなってしまう。そこで、ラック11よりも少ない数の空調ファン20の送風方向や送風量などを調整して、ホットスポットに対して局所的に低温のエアーを供給することでホットスポットを冷却する、という空調管理システムを構築することが考えられる。 However, in either method, if the setting of the air conditioner that cools the whole is changed in order to cope with some hot spots, the area other than the hot spots will be excessively cooled. In this case, the electric power required for air conditioning increases, and energy is wasted. It is conceivable to provide an air conditioner for each rack 11, but the number of air conditioners installed will increase. Therefore, an air-conditioning management system that cools the hotspot by locally supplying low-temperature air to the hotspot by adjusting the air-conditioning direction and the amount of air-blowing of the air-conditioning fans 20 which are smaller than the rack 11. Is conceivable to build.

このような空調管理システムでは、ホットスポットが現れる箇所を予め予測して特定することが望まれる。以下の実施例では、将来的な温度を精度よく予測することができる温度予測システムおよび温度予測方法について説明する。 In such an air conditioning management system, it is desirable to predict and identify in advance where hot spots will appear. In the following examples, a temperature prediction system and a temperature prediction method capable of accurately predicting future temperatures will be described.

図3および図4は、実施例1に係る温度予測システム100の全体構成を例示する図である。図3で例示するように、温度予測システム100は、空調ファン20、温度センサ30、制御装置40などを備える。空調ファン20は、図1および図2で説明した空調ファン20と同様の機能を有する。温度予測システム100は、一例として、図1および図2で説明したサーバ室に適用される。 3 and 4 are diagrams illustrating the overall configuration of the temperature prediction system 100 according to the first embodiment. As illustrated in FIG. 3, the temperature prediction system 100 includes an air conditioning fan 20, a temperature sensor 30, a control device 40, and the like. The air conditioning fan 20 has the same function as the air conditioning fan 20 described with reference to FIGS. 1 and 2. The temperature prediction system 100 is applied to the server room described with reference to FIGS. 1 and 2 as an example.

図4で例示するように、温度センサ30は、各ラック11において複数の測定点31を有している。一例として、各測定点31は、各ラック11の吸気面に複数個所設定されている。例えば、各測定点31に温度計などを設置してもよいが、光ファイバを用いてもよい。例えば、各測定点31を通るように光ファイバを敷設し、当該光ファイバにより検出した温度分布に対し伝達関数を用いた補正計算を行うことで、各測定点31の温度を測定することができる。それにより、サーバ室の温度分布を測定することができる。一例として、光ファイバの長さ方向に沿って10cm〜数10cmの間隔で設定された測定点31の温度を精度良く検出することができる。本実施例においては、一例として、723点の測定点31を設ける。 As illustrated in FIG. 4, the temperature sensor 30 has a plurality of measurement points 31 in each rack 11. As an example, a plurality of measurement points 31 are set on the intake surface of each rack 11. For example, a thermometer or the like may be installed at each measurement point 31, but an optical fiber may be used. For example, the temperature of each measurement point 31 can be measured by laying an optical fiber so as to pass through each measurement point 31 and performing a correction calculation using a transfer function for the temperature distribution detected by the optical fiber. .. Thereby, the temperature distribution in the server room can be measured. As an example, the temperature of the measurement points 31 set at intervals of 10 cm to several tens of cm along the length direction of the optical fiber can be detected with high accuracy. In this embodiment, as an example, 723 measurement points 31 are provided.

少なくともいずれかのラック11には、発熱を伴うサーバ12が配置されている。図4の例では、No.2のラック11には1台のサーバ12が配置されている。No.1、No.3〜5、No.7〜10には、2台のサーバ12が配置されている。No.6のラック11にはサーバ12が配置されていない。したがって、合計で17台のサーバ12が配置されている。各サーバ12の位置をD〜D17とする。 A server 12 that generates heat is arranged in at least one of the racks 11. In the example of FIG. 4, No. One server 12 is arranged in the rack 11 of 2. No. 1, No. 3-5, No. Two servers 12 are arranged in 7 to 10. No. The server 12 is not arranged in the rack 11 of 6. Therefore, a total of 17 servers 12 are arranged. The positions of the servers 12 are D 1 to D 17 .

制御装置40は、温度取得部41、発熱量取得部42、温度予測部43、制御部44などとして機能する。温度取得部41は、各測定点31の測定温度を取得する。発熱量取得部42は、各サーバ12の発熱量を取得する。例えば、発熱量取得部42は、各サーバ12の使用電力を測定する電力計の測定結果から各サーバ12の発熱量を取得する。サーバ12の発熱量が多くなると、ホットスポットが現れる傾向にある。そこで、温度予測部43は、温度取得部41が取得した各測定点31の測定温度と、発熱量取得部42が取得した発熱量とを参照して、各測定点31の所定時間後の温度を予測する。それにより、温度予測部43は、将来的なホットスポットを特定する。制御部44は、温度予測部43によって特定されたホットスポットに対して局所的に低温のエアーが供給されるように、空調ファン20の送風方向、送風量などを制御する。空調ファン20が複数設けられている場合には、制御部44は、空調ファン20ごとに、送風方向、送風量などを制御する。 The control device 40 functions as a temperature acquisition unit 41, a calorific value acquisition unit 42, a temperature prediction unit 43, a control unit 44, and the like. The temperature acquisition unit 41 acquires the measurement temperature at each measurement point 31. The calorific value acquisition unit 42 acquires the calorific value of each server 12. For example, the calorific value acquisition unit 42 acquires the calorific value of each server 12 from the measurement result of the wattmeter that measures the power used by each server 12. When the amount of heat generated by the server 12 increases, hot spots tend to appear. Therefore, the temperature prediction unit 43 refers to the measurement temperature of each measurement point 31 acquired by the temperature acquisition unit 41 and the calorific value acquired by the calorific value acquisition unit 42, and the temperature of each measurement point 31 after a predetermined time. Predict. Thereby, the temperature prediction unit 43 identifies a future hotspot. The control unit 44 controls the air-conditioning fan 20, the air-blowing direction, the air-blowing amount, and the like so that low-temperature air is locally supplied to the hot spot specified by the temperature prediction unit 43. When a plurality of air conditioning fans 20 are provided, the control unit 44 controls the air blowing direction, the air blowing amount, and the like for each air conditioning fan 20.

図5は、各部間の情報のやりとりを例示する図である。図6は、各測定点31の予測モデルの入出力を例示する図である。図5および図6で例示するように、温度取得部41は、温度センサ30から取得した測定点1〜723の各測定温度y(t)を、温度予測部43が用いる予測モデルに入力する。また、発熱量取得部42は、各サーバ12の電力計などから取得した位置D〜D17の各発熱量d(t)を温度予測部43が用いる予測モデルに入力する。「t」は、現在時刻を表す。「t+Δt」は、現在時刻からΔt時間後を表す。 FIG. 5 is a diagram illustrating the exchange of information between each part. FIG. 6 is a diagram illustrating input / output of the prediction model of each measurement point 31. As illustrated in FIGS. 5 and 6, the temperature acquisition unit 41 inputs each measurement temperature y (t) of the measurement points 1 to 723 acquired from the temperature sensor 30 into the prediction model used by the temperature prediction unit 43. Further, the calorific value acquisition unit 42 inputs each calorific value d (t) of positions D 1 to D 17 acquired from the power meter of each server 12 into the prediction model used by the temperature prediction unit 43. “T” represents the current time. “T + Δt” represents Δt hours after the current time.

温度予測部43は、図6で例示するように、予測モデルを用いて、位置D〜D17の各発熱量d(t)と、測定点1〜723の各測定温度y(t)とを参照して、各測定点31の温度のΔt後の予測値y(t+Δt)を出力する。例えば、予測値y(t+Δt)は、Ay(t)+Bd(t)で表すことができる。「u」は、空調ファンの送風方向、送風量などのレベルを表す。Ay(t)は、測定点31間の熱平衡を表す。Bd(t)は、サーバ12の発熱に起因する温度上昇を表す。各測定点31の予測値y(t+Δt)を求めることで、将来的なホットスポットを特定することができる。制御部44は、各測定点31の温度の予測値を評価関数に適用することで、空調ファン20の制御値u(t)を決定する。空調ファン20は、制御部44から与えられる制御値に基づいて、送風を行う。それにより、将来的に現れるホットスポットに、事前に局所的に低温のエアーが供給される。その結果、ホットスポットを効率よく冷却することができる。 As illustrated in FIG. 6, the temperature prediction unit 43 uses a prediction model to set the calorific value d (t) at positions D 1 to D 17 and the measurement temperatures y (t) at measurement points 1 to 723. The predicted value y (t + Δt) after Δt of the temperature of each measurement point 31 is output with reference to. For example, the predicted value y (t + Δt) can be represented by A wy (t) + B ud (t). “U” represents a level such as an air-conditioning fan's air-blowing direction and air-blowing amount. Ayu (t) represents the thermal equilibrium between the measurement points 31. B ud (t) represents a temperature rise due to heat generation of the server 12. By obtaining the predicted value y (t + Δt) of each measurement point 31, future hot spots can be specified. The control unit 44 determines the control value u * (t) of the air conditioning fan 20 by applying the predicted temperature value of each measurement point 31 to the evaluation function. The air conditioning fan 20 blows air based on the control value given by the control unit 44. As a result, low-temperature air is locally supplied in advance to hot spots that will appear in the future. As a result, the hot spot can be cooled efficiently.

ホットスポットを効率よく冷却するためには、精度の良い温度予測モデルが望まれる。温度分布を予測する数式モデルの構築方法として、過去の実測温度データを活用して、数式モデルのモデルパラメータを、実測データに適合するように(実測値と数式モデルによる推定値との差分が小さくなるように)最小二乗法により導出する方法がある。図7は、最小二乗推定を表す数式を例示する。 In order to cool the hotspot efficiently, an accurate temperature prediction model is desired. As a method of constructing a mathematical model that predicts the temperature distribution, the model parameters of the mathematical model are adjusted to match the actual measurement data by utilizing the past actual measurement temperature data (the difference between the actual measurement value and the estimated value by the mathematical model is small). There is a method of deriving by the least squares method. FIG. 7 illustrates a mathematical formula representing a least squares estimation.

上述した予測モデルy(t+Δt)=Ay(t)+Bd(t)において、AおよびBがモデルパラメータに相当する。Aは、[aji]で表すことができる。Aは、空調ファン20の送風方向、送風量などのレベルごとに定められる。また、特定の測定点の温度を予測するに際して他の測定点の温度を参照するため、他の測定点の温度を参照するための係数が必要となる。そこで、「j」は、各測定点31の番号であり、本実施例においては1〜723である。「i」は、参照する各測定点31の番号であり、本実施例においては1〜723である。Aは、この[aji]が空調ファン20の送風方向、送風量などのレベルごとに定められていることを表している。Bは、[bjk]で表すことができる。「j」は、各測定点31の番号であり、本実施例においては1〜723である。「k」は、参照するサーバ位置の番号であり、本実施例においては1〜17である。Bは、この[bjk]が空調ファン20の送風方向、送風量などのレベルごとに定められていることを表している。 In the above-mentioned prediction model y (t + Δt) = Au y (t) + Bu d (t), Au and Bu correspond to model parameters. A u can be expressed by [a ji]. Au is determined for each level such as the blowing direction and the blowing amount of the air conditioning fan 20. Further, since the temperature of another measurement point is referred to when predicting the temperature of a specific measurement point, a coefficient for referring to the temperature of the other measurement point is required. Therefore, "j" is a number of each measurement point 31, and is 1 to 723 in this embodiment. “I” is the number of each measurement point 31 to be referred to, and is 1 to 723 in this embodiment. Au indicates that this [a ji ] is determined for each level such as the air-conditioning fan 20's air-blowing direction and air-blowing amount. B u can be expressed by [b jk]. “J” is the number of each measurement point 31, and is 1 to 723 in this embodiment. “K” is the number of the server position to be referred to, and is 1 to 17 in this embodiment. Bu indicates that this [b jk ] is determined for each level such as the air blowing direction and the air blowing amount of the air conditioning fan 20.

(Δt)〜y(t)は、測定点jにおいて、所定時点を時刻ゼロとした場合のΔt〜tまでの各時刻における温度実測値を表す。Δt〜tまでの刻み値は、Δtである。したがって、tは、n・Δtである。図7の最下段の数式が最も小さくなるようにaおよびbを決定することで、実測温度と予測温度との差が最も小さくなる。 y j (Δt) ~y j ( t n) is the measurement point j, represents the temperature measured value at each time until Derutati~t n in the case of the time zero a predetermined time. The step value from Δt to t n is Δt. Therefore, t n is n · Δt. By determining a j and b j so that the formula at the bottom of FIG. 7 is the smallest, the difference between the measured temperature and the predicted temperature becomes the smallest.

なお、図7において、「T」は転置行列を意味する。また、「r」は、温度センサ30による実測値を意味する。例えば、予測に関わる係数として、ajiが3つ、すなわちi=3、またbjkが2つ、すなわちk=2であって、j=1の場合について検討する。この場合、図7の最小自乗推定の数式では、y(Δt)と「y(0)×a11+y(0)×a12+y(0)×a13+d(0)×b11+d(0)×b12」との差分、y(2Δt)と「y(Δt)×a11+y(Δt)×a12+y(Δt)×a13+d(Δt)×b11+d(Δt)×b12」との差分、…(以下、時刻tまでの差分)の二乗和が最小になるように、a11,a12,a13,b11およびb12が決定される。 In FIG. 7, "T" means a transposed matrix. Further, "r" means an actual measurement value by the temperature sensor 30. For example, as a coefficient related to prediction, a case where a ji is three, that is, i = 3, and b jk is two, that is, k = 2, and j = 1 is examined. In this case, in the formula for estimating the minimum square in FIG. 7, y 1 (Δt) and “y 1 (0) × a 11 + y 2 (0) × a 12 + y 3 (0) × a 13 + d 1 (0) × Difference from "b 11 + d 2 (0) x b 12 ", y 1 (2Δt) and "y 1 (Δt) × a 11 + y 2 (Δt) × a 12 + y 3 (Δt) × a 13 + d 1 (Δt) ) × b 11 + d 2 (Δt) × b 12 ”,… (hereinafter, the difference up to time t n ) so that the sum of squares is minimized, so that a 11 , a 12 , a 13 , b 11 and b 12 is determined.

図8(a)は、ある測定点において図7の最小二乗推定によって算出された予測モデルを用いて予測された予測温度と、当該測定点における実測温度と、を表す図である。図8で例示するように、予測温度は実測温度に近いものの、丸印で例示するように予測温度にパルス状の誤差が発生していることがわかる。 FIG. 8A is a diagram showing a predicted temperature predicted by using the prediction model calculated by the least squares estimation of FIG. 7 at a certain measurement point and an actually measured temperature at the measurement point. As illustrated in FIG. 8, although the predicted temperature is close to the measured temperature, it can be seen that a pulse-like error occurs in the predicted temperature as illustrated by the circles.

は、723×723の行列式で表すことができ、左上から右下への対角成分が、自身の測定温度の係数を表している。パルス状の誤差が発生するときには対角成分から離れた成分が大きくなる。すなわち、測定点31の番号が離れている(距離が離れている)箇所の測定温度の影響が大きくなる。このように、本来はほとんど影響を与えない遠い距離の測定温度の影響が大きくなるようなパラメータが算出されてしまうと、誤差が大きくなる要因となる。そこで、本実施例においては、予測モデルのパラメータを決定する際に、空間配置における各測定点31同士の位置関係を制約条件に組み込む。これにより、モデルパラメータの決定精度が向上することになる。 A u may be represented by the matrix equation of 723 × 723, diagonal from upper left to lower right represents a factor of measuring its own temperature. When a pulse-like error occurs, the component away from the diagonal component becomes large. That is, the influence of the measurement temperature at the points where the numbers of the measurement points 31 are separated (distance is separated) becomes large. In this way, if a parameter is calculated such that the influence of the measurement temperature at a long distance, which originally has almost no influence, becomes large, it becomes a factor that the error becomes large. Therefore, in this embodiment, when determining the parameters of the prediction model, the positional relationship between the measurement points 31 in the spatial arrangement is incorporated into the constraint condition. As a result, the accuracy of determining the model parameters is improved.

例えば、図9のようにeとH723の値を調整することで、aの重要性(重み)を調整することができる。例えば、図10(a)で例示するように、温度予測対象とする測定点31の位置から1次元の方向において所定距離内の測定点31だけを参照するようにeおよびH723の値を調整することが好ましい。または、図10(b)で例示するように、温度予測対象とする測定点31の位置から2次元の方向において所定距離内の測定点31だけを参照するようにeおよびH723の値を調整することが好ましい。または、図10(c)で例示するように、温度予測対象とする測定点31の位置から3次元の方向において所定距離内の測定点31だけを参照するようにeおよびH723の値を調整することが好ましい。または、着目する測定点31が位置するラック11内の測定点31だけを参照するようにeおよびH723の値を調整することが好ましい。 For example, the importance (weight) of a j can be adjusted by adjusting the values of e j and H 723 as shown in FIG. For example, as illustrated in FIG. 10 (a), the value of e j and H 723 to reference only the measurement points 31 within a predetermined distance in the one-dimensional direction from the position of the measuring point 31, the temperature prediction target It is preferable to adjust. Or, as illustrated in FIG. 10 (b), the value of e j and H 723 to reference only the measurement points 31 within a predetermined distance in the two dimensional direction from the position of the measuring point 31, the temperature prediction target It is preferable to adjust. Or, as illustrated in FIG. 10 (c), the value of e j and H 723 to reference only the measurement points 31 within a predetermined distance in the three-dimensional direction from the position of the measuring point 31, the temperature prediction target It is preferable to adjust. Or, it is preferable to adjust the value of e j and H 723 to reference only the measurement point 31 in the rack 11 to the measurement point 31 that the focused is located.

または、各測定点31の温度を予測するに際して、他の測定点31の参照の重みを変更してもよい。例えば、温度予測対象とする測定点31から近い位置の測定点31の参照重みを大きくし、遠い位置の測定点31の参照重みを小さくするようにしてもよい。 Alternatively, the reference weights of the other measurement points 31 may be changed when predicting the temperature of each measurement point 31. For example, the reference weight of the measurement point 31 at a position close to the measurement point 31 whose temperature is to be predicted may be increased, and the reference weight of the measurement point 31 at a position far from the measurement point 31 may be decreased.

図8(b)は、番号100の測定点31において、eについて、j−2=0.2、j−1=0.5、j=1、j+1=0.5、j+2=0.2とし、H723について、対角成分のみが1で他をゼロとした場合の予測モデルを用いて推定された予測温度を表す図である。言い換えると、自身の重みを1とし、両隣の重みを0.5とし、その隣を0.2に近くなるようにモデルを作成した場合の予測温度である。このような条件では、温度予測対象の測定点から近い距離の測定点の重みが大きくなり、温度予測対象の測定点から遠い距離の測定点の重みが小さくなる。図8(b)で例示するように、予測温度が実測温度に近くなっていることがわかる。 FIG. 8 (b), the measurement point 31 of the number 100, the e j, j-2 = 0.2 , j-1 = 0.5, j = 1, j + 1 = 0.5, j + 2 = 0.2 It is a figure showing the predicted temperature estimated using the prediction model when only the diagonal component is 1 and the others are zero for H 723 . In other words, it is the predicted temperature when the model is created so that its own weight is 1, the weights on both sides are 0.5, and the weights on both sides are close to 0.2. Under such conditions, the weight of the measurement point at a distance close to the measurement point of the temperature prediction target becomes large, and the weight of the measurement point far from the measurement point of the temperature prediction target becomes small. As illustrated in FIG. 8B, it can be seen that the predicted temperature is close to the measured temperature.

図11は、制御装置40のハードウェア構成を説明するためのブロック図である。図11で例示するように、制御装置40は、CPU101、RAM102、記憶装置103、インタフェース104などを備える。これらの各機器は、バスなどによって接続されている。CPU(Central Processing Unit)101は、中央演算処理装置である。CPU101は、1以上のコアを含む。RAM(Random Access Memory)102は、CPU101が実行するプログラム、CPU101が処理するデータなどを一時的に記憶する揮発性メモリである。記憶装置103は、不揮発性記憶装置である。記憶装置103として、例えば、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリなどのソリッド・ステート・ドライブ(SSD)、ハードディスクドライブに駆動されるハードディスクなどを用いることができる。CPU101が記憶装置103に記憶されているプログラムを実行することによって、温度予測システム100に制御装置40の各部が実現される。なお、制御装置40は、専用の回路などのハードウェアであってもよい。 FIG. 11 is a block diagram for explaining the hardware configuration of the control device 40. As illustrated in FIG. 11, the control device 40 includes a CPU 101, a RAM 102, a storage device 103, an interface 104, and the like. Each of these devices is connected by a bus or the like. The CPU (Central Processing Unit) 101 is a central processing unit. The CPU 101 includes one or more cores. The RAM (Random Access Memory) 102 is a volatile memory that temporarily stores a program executed by the CPU 101, data processed by the CPU 101, and the like. The storage device 103 is a non-volatile storage device. As the storage device 103, for example, a ROM (Read Only Memory), a solid state drive (SSD) such as a flash memory, a hard disk driven by a hard disk drive, or the like can be used. When the CPU 101 executes the program stored in the storage device 103, each part of the control device 40 is realized in the temperature prediction system 100. The control device 40 may be hardware such as a dedicated circuit.

(他の例)
図12は、温度予測システムの他の例を例示する図である。図12で例示するように、温度予測システムは、空調ファン20および温度センサ30が、インターネットなどの電気通信回線301を通じてクラウド302と接続された構成を有する。また、温度予測システムは、電気通信回線301に接続され、温度センサ30が設置されているサーバ室を監視する監視サーバ303を備えていてもよい。
(Other examples)
FIG. 12 is a diagram illustrating another example of the temperature prediction system. As illustrated in FIG. 12, the temperature prediction system has a configuration in which the air conditioning fan 20 and the temperature sensor 30 are connected to the cloud 302 through a telecommunication line 301 such as the Internet. Further, the temperature prediction system may include a monitoring server 303 that is connected to the telecommunication line 301 and monitors the server room in which the temperature sensor 30 is installed.

クラウド302は、図11のCPU101、RAM102、記憶装置103、インタフェース104などを備え、制御装置40としての機能を実現する。このような温度予測システムでは、例えば、外国のサーバ室で測定された測定結果が、日本に設置されているクラウド302で受信し、将来的なホットスポットがクラウド302によって予測される。なお、クラウド302の代わりに、イントラネットなどを介して接続されたサーバを用いてもよい。 The cloud 302 includes the CPU 101, RAM 102, storage device 103, interface 104, and the like shown in FIG. 11, and realizes the function as the control device 40. In such a temperature prediction system, for example, the measurement result measured in a foreign server room is received by the cloud 302 installed in Japan, and the future hot spot is predicted by the cloud 302. In addition, instead of the cloud 302, a server connected via an intranet or the like may be used.

上記各例において、温度センサ30が、所定領域の複数の測定点の温度を測定する温度センサの一例として機能する。発熱量取得部42が、前記所定領域内の発熱源の発熱量を取得する取得部の一例として機能する。温度予測部43が、前記複数の測定点の測定温度と前記取得部が取得した発熱量とを参照して温度予測対象の測定点の所定時間後の温度を予測するモデルを用いて、前記温度予測対象の測定点の前記所定時間後の温度を予測する予測部の一例として機能する。また、温度予測部43は、過去における前記複数の測定点の測定温度および前記取得部が取得した発熱量と、前記過去から所定時間後の前記複数の測定点の測定温度とから、前記モデルを作成する作成部の一例として機能する。 In each of the above examples, the temperature sensor 30 functions as an example of a temperature sensor that measures the temperature of a plurality of measurement points in a predetermined region. The calorific value acquisition unit 42 functions as an example of an acquisition unit that acquires the heat generation amount of the heat generation source in the predetermined region. The temperature prediction unit 43 uses a model that predicts the temperature of the measurement point to be temperature-predicted after a predetermined time by referring to the measurement temperature of the plurality of measurement points and the calorific value acquired by the acquisition unit. It functions as an example of a prediction unit that predicts the temperature of the measurement point to be predicted after the predetermined time. Further, the temperature prediction unit 43 uses the measurement temperature of the plurality of measurement points in the past, the calorific value acquired by the acquisition unit, and the measurement temperature of the plurality of measurement points after a predetermined time from the past to obtain the model. It functions as an example of the creation unit to be created.

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 Although the examples of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the specific examples, and various modifications and modifications are made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. It can be changed.

20 空調ファン
30 温度センサ
40 制御装置
41 温度取得部
42 発熱量取得部
43 温度予測部
44 制御部
100 温度予測システム
20 Air conditioning fan 30 Temperature sensor 40 Control device 41 Temperature acquisition unit 42 Calorific value acquisition unit 43 Temperature prediction unit 44 Control unit 100 Temperature prediction system

Claims (8)

所定領域の複数の測定点の温度を測定する温度センサと、
前記所定領域内の発熱源の発熱量を取得する取得部と、
前記複数の測定点の測定温度と前記取得部が取得した発熱量とを参照して温度予測対象の測定点の所定時間後の温度を予測するモデルを用いて、前記温度予測対象の測定点の前記所定時間後の温度を予測する予測部と、を備え、
前記モデルのパラメータは、前記測定点同士の位置関係に応じて前記複数の測定点の測定温度を参照する重みが設定されていることを特徴とする温度予測システム。
A temperature sensor that measures the temperature of multiple measurement points in a predetermined area,
An acquisition unit that acquires the amount of heat generated by the heat generation source in the predetermined region, and
Using a model that predicts the temperature of the measurement point of the temperature prediction target after a predetermined time by referring to the measurement temperature of the plurality of measurement points and the calorific value acquired by the acquisition unit, the measurement point of the temperature prediction target A prediction unit that predicts the temperature after a predetermined time is provided.
The temperature prediction system is characterized in that the parameters of the model are set with weights that refer to the measurement temperatures of the plurality of measurement points according to the positional relationship between the measurement points.
前記パラメータは、前記温度予測対象の測定点から近い距離の測定点の重みが大きく、前記温度予測対象の測定点から遠い距離の測定点の重みが小さくなるようなパラメータであることを特徴とする請求項1記載の温度予測システム。 The parameter is characterized in that the weight of the measurement point at a distance close to the measurement point of the temperature prediction target is large and the weight of the measurement point at a distance far from the measurement point of the temperature prediction target is small. The temperature prediction system according to claim 1. 過去における前記複数の測定点の測定温度および前記取得部が取得した発熱量と、前記過去から所定時間後の前記複数の測定点の測定温度とから、前記モデルを作成する作成部を備え、
前記作成部は、前記モデルの作成の際に、前記温度予測対象の測定点から近い距離の測定点の参照重みを大きくし、前記温度予測対象の測定点から遠い距離の測定点の参照重みを小さくすることを特徴とする請求項1または2に記載の温度予測システム。
A creation unit that creates the model from the measurement temperatures of the plurality of measurement points in the past, the calorific value acquired by the acquisition unit, and the measurement temperatures of the plurality of measurement points after a predetermined time from the past is provided.
When creating the model, the creating unit increases the reference weight of the measurement point at a distance close to the measurement point of the temperature prediction target, and increases the reference weight of the measurement point at a distance far from the measurement point of the temperature prediction target. The temperature prediction system according to claim 1 or 2, wherein the temperature is made smaller.
前記作成部は、前記モデルの作成の際に、前記温度予測対象の測定点から所定距離内の測定点だけを参照することを特徴とする請求項3記載の温度予測システム。 The temperature prediction system according to claim 3, wherein the creation unit refers only to measurement points within a predetermined distance from the measurement points to be temperature-predicted when the model is created. 前記所定領域に前記発熱源が複数備わり、
前記発熱源を1以上収容する複数の収容部を備え、
前記複数の測定点は、前記複数の収容部のそれぞれについて2点以上設定され、
前記作成部は、前記モデルの作成の際に、前記温度予測対象の測定点が設定されている前記収容部の測定点だけを参照することを特徴とする請求項3記載の温度予測システム。
Multiple heat sources are provided in the predetermined area,
A plurality of accommodating portions for accommodating one or more of the heat sources are provided.
Two or more of the plurality of measurement points are set for each of the plurality of accommodating portions.
The temperature prediction system according to claim 3, wherein the creating unit refers only to the measurement points of the accommodating unit in which the measurement points of the temperature prediction target are set when creating the model.
前記温度センサは、前記複数の測定点を経由する光ファイバであることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の温度予測システム。 The temperature prediction system according to any one of claims 1 to 5, wherein the temperature sensor is an optical fiber that passes through the plurality of measurement points. 前記所定領域に送風する送風機を備え、
前記送風機は、前記予測部の予測結果に応じて、送風量および送風方向の少なくともいずれかを調整することを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の温度予測システム。
Equipped with a blower that blows air into the predetermined area
The temperature prediction system according to any one of claims 1 to 6, wherein the blower adjusts at least one of a blower amount and a blower direction according to a prediction result of the prediction unit.
温度センサにより、所定領域の複数の測定点の温度を測定し、
前記所定領域内の発熱源の発熱量を取得部が取得し、
前記複数の測定点の測定温度と前記取得部が取得した発熱量とを参照して温度予測対象の測定点の所定時間後の温度を予測するモデルを用いて、前記温度予測対象の測定点の前記所定時間後の温度を予測部が予測し、
前記モデルのパラメータは、前記測定点同士の位置関係に応じて前記複数の測定点の測定温度を参照する重みが設定されていることを特徴とする温度予測方法。
The temperature sensor measures the temperature of multiple measurement points in a predetermined area,
The acquisition unit acquires the calorific value of the heat generation source in the predetermined region, and
Using a model that predicts the temperature of the measurement point of the temperature prediction target after a predetermined time by referring to the measurement temperature of the plurality of measurement points and the calorific value acquired by the acquisition unit, the measurement point of the temperature prediction target The prediction unit predicts the temperature after the predetermined time,
A temperature prediction method in which the parameters of the model are set with weights that refer to the measurement temperatures of the plurality of measurement points according to the positional relationship between the measurement points.
JP2017025059A 2017-02-14 2017-02-14 Temperature prediction system and temperature prediction method Expired - Fee Related JP6790889B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017025059A JP6790889B2 (en) 2017-02-14 2017-02-14 Temperature prediction system and temperature prediction method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017025059A JP6790889B2 (en) 2017-02-14 2017-02-14 Temperature prediction system and temperature prediction method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018132230A JP2018132230A (en) 2018-08-23
JP6790889B2 true JP6790889B2 (en) 2020-11-25

Family

ID=63249514

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017025059A Expired - Fee Related JP6790889B2 (en) 2017-02-14 2017-02-14 Temperature prediction system and temperature prediction method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6790889B2 (en)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109375994B (en) * 2018-09-10 2021-07-13 西安交通大学 Data center task temperature prediction and scheduling method based on RBF neural network
CN109974174B (en) * 2019-04-18 2024-04-16 中国科学院广州能源研究所 Data machine room heat dissipation system and method based on neural fuzzy control
CN110645630A (en) * 2019-10-10 2020-01-03 吉林工程技术师范学院 Method and device for heating
CN111854014B (en) * 2020-08-06 2021-08-17 华侨大学 A kind of intelligent control method and system for data center cold source system
CN112862222A (en) * 2021-03-26 2021-05-28 中国建设银行股份有限公司 Air conditioner return air temperature prediction method, abnormality monitoring method and related device
CN113927946B (en) * 2021-09-24 2024-10-01 湖北垚佳科技咨询有限公司 A temperature control method for packaging carton production line
CN114087730A (en) * 2021-10-18 2022-02-25 珠海格力电器股份有限公司 Household environment adjusting method, storage medium, control equipment and mobile circulating fan

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008082597A (en) * 2006-09-27 2008-04-10 Daikin Ind Ltd Temperature adjustment system and temperature adjustment control method for equipment room
JP5375948B2 (en) * 2009-03-19 2013-12-25 富士通株式会社 Electronic device having cooling device and cooling program
JP2011258620A (en) * 2010-06-07 2011-12-22 Fujitsu Ltd Air conditioning monitoring system and air conditioning monitoring method
JP2016053443A (en) * 2014-09-03 2016-04-14 富士通株式会社 Temperature distribution prediction method and air conditioning management system

Also Published As

Publication number Publication date
JP2018132230A (en) 2018-08-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6790889B2 (en) Temperature prediction system and temperature prediction method
JP4575977B2 (en) Air conditioning equipment control system, air conditioning equipment control method, computer room power management system, and power management method
US6718277B2 (en) Atmospheric control within a building
JP4685105B2 (en) CRAC unit control based on recirculation index
EP2606406B1 (en) Energy-optimal control decisions for hvac systems
US7549070B2 (en) Method and apparatus for generating a dynamic power-flux map for a set of computer systems
US20110057803A1 (en) Temperature predicting apparatus and method
JP6254953B2 (en) Multidimensional optimization to control environmental maintenance modules
US7051946B2 (en) Air re-circulation index
JP5611850B2 (en) Air conditioning control system and air conditioning control method
US7031802B2 (en) Semi-autonomous operation of a robotic device
US20130098599A1 (en) Independent computer system zone cooling responsive to zone power consumption
JP2011226737A (en) Air conditioning system for data center
JP5969939B2 (en) Data center air conditioning controller
JP2016053443A (en) Temperature distribution prediction method and air conditioning management system
JP2015105779A (en) Air conditioning management system and air conditioning management method
CN101893306B (en) Apparatus and method for controlling an open amount of a plurality of air transfer grilles
EP2575003B1 (en) Method for determining assignment of loads of data center and information processing system
JP2006118837A (en) Air conditioner control system and air conditioner control method
WO2023162150A1 (en) Ventilation control system, and ventilation control device
JP6160314B2 (en) Fan installation position determination method
JP2011258620A (en) Air conditioning monitoring system and air conditioning monitoring method
JP2023139369A (en) Data center air conditioning control method and air conditioning system
King et al. Comparison of simple and detailed data centre CFD models with experimental data

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20191112

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20200831

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20201006

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20201019

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6790889

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees